авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«Научный совет РАН по физике конденсированного состояния Институт физики твердого тела РАН III Международная конференция ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ ...»

-- [ Страница 3 ] --

[P-7] СИНТЕЗ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В СИСТЕМАХ Mg–Sb, Mg–Bi, Mg–B–Sb и Mg–B–Bi Л.Г. Севастьянова, К.П. Бурдина, М.Г. Жижин, О.К. Гулиш, О.В. Кравченко, М.Е. Леонова, В.К. Генчель Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова, Химический факультет, Москва Известно [1], что соединения, образующиеся в системе Mg–B–N, являются эффективными катализаторами фазового перехода гексагонального нитрида бора в кубическую модификацию. С целью более детального выяснения роли третьего компонента в этом превращении нами начаты исследования взаимодействия в двойных Mg–Sb, Mg–Bi и тройных Mg–B–Sb, Mg–B–Bi системах. Предполагалось, что соединения, образующиеся из этих систем, будут также проявлять каталитические свойства в фазовом переходе -BN -BN, но учитывая преимущественно металлический характер висмута и сурьмы, эти свойства и целевой продукт реакции будут иметь свои индивидуальные особенности.

Синтез бинарных и тройных висмутидов и антимонидов проводили путем спекания элементарных веществ или с использованием препергов в интервале температур 700–1100°C и давлений и 10–4 – 7 ГПа в условиях исключающих окисление или гидролиз исходных и конечных веществ.

По реакциям 1–6 были получены соединения следующих составов:

3Mg+2SbMg3Sb2 (1) 3Mg+2BiMg3Bi2 (2) Mg3Bi2 +2B Mg3(BBi2)2 (3) Mg3Sb2 +2B Mg3(BSb2)2 (4) 3Mg+4Sb+2B Mg3(BSb2)2 (5) 3MgB2+4Sb Mg3(BSb2)2 (6) Во всех полученных соединениях в зависимости от условий их синтеза были обнаружены различные кристаллические модификации, проявляющие различные типы (обратимые, необратимые) фазовых превращений, а также фазы высокого давления.

Методами ДТА и высокотемпературной дифрактометрии определены температуры фазовых переходов и тип фазового превращения. На основании анализа дифрактометрических данных предложены структуры новых модификаций и рассчитаны параметры их элементарных ячеек. Получены предварительные данные по каталитическим свойствам некоторых из этих веществ в осуществлении фазового перехода -BN -BN.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 03-03-32552) [1] К.П. Бурдина. «Химические аспекты синтеза кубического нитрида бора»

Автореферат докторской диссертации. Изд. МГУ (2000) [P-8] ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ В.В. Щенников, С.В. Овсянников, Г.В. Воронцов, Вс.В. Щенников Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург Институт математики и механики УрО РАН, Екатеринбург При изучении фазовых превращений в веществах обычно наблюдается кажущееся несоответствие данных, полученных разными методами (по измерениям электропроводности, сжимаемости, оптических и рентгеновских спектров и т.д.). Как показали уже первые исследования П.В. Бриджменом полиморфных превращений в металлах при высоком давлении, скачки электропроводности и объёма, связанные с одним и тем же фазовым переходом, наблюдаются при разных значениях давления. В большинстве случаев причины расхождений, возникающих при регистрации фазовых превращений, детально не обсуждаются, так как неявно предполагается, что они связаны с экспериментальными погрешностями [1].

В настоящей работе предлагается модель “ориентированных фазовых включений”, описывающая термические, электрические, термоэлектрические, гальваномагнитные и термомагнитные свойства в области фазовых превращений под давлением. Модель позволяет варьировать в широких пределах концентрацию и конфигурацию включений фаз [2-4].

Проанализировано большое количество экспериментальных данных, подтверждающих справедливость предложенного подхода [5-7]. Модель позволяет оценить сдвиг давления фазового перехода при его определении разными методами.

Например, при переходе типа “полупроводник–металл” изменение термоэдс опережает изменение сопротивления, которое в свою очередь опережает изменение объёма, соответствующее структурному переходу. При переходе “металл–полупроводник” наблюдается обратная последовательность [2-4].

Работы выполнена при частичной поддержке РФФИ (грант 01-02-17203), US CRDF (Gr. No. TGP-599, TGP-656, TGP-1125), и INTAS (Ref. Nr. 03-55-629).

[1] К. Бредли. Применение техники высоких давлений при исследовании твёрдого тела. М, Мир, [2] В.В. Щенников. Физика металлов и металловедение 67 (1989) [3] V.V. Shchennikov, S.V. Ovsyannikov, G.V. Vorontsov. Proceedings of SPIE (2003) [4] V.V. Shchennikov, S.V. Ovsyannikov, G.V. Vorontsov, V.V. Shchennikov Jr.

Proceedings of SPIE 5342 (2004) [5] В.В. Щенников, С.В. Овсянников. Письма в ЖЭТФ 74 (2001) [6] V.V. Shchennikov, S.V. Ovsyannikov. Solid State Comm. 121 (2002) [7] S.V. Ovsyannikov, V.V. Shchennikov. Physica E 17 (2003) [P-9] СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ Sr1-xLaxCuO ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ С.Е. Кичанов1, В.И. Бобровский3, В.П. Глазков2, Д.П. Козленко1, Б.Н. Савенко1, В.А. Соменков ЛНФ ОИЯИ, 141980 Дубна, Россия РНЦ «Курчатовский институт»,, 123182 Москва, Россия.

Институт Физики металлов УрО РАН, 620219 Екатеринбург, Россия Cоединение SrCuO2 при нормальных условиях имеет орторомбическую структуру и состоит из чередующихся медь-дефицитных слоев или, так называемых, двойных зигзагообразных Cu-O цепочек, и слоев (SrO)2 [1]. При высоких давлениях Р~5 ГПа и температурах Т~ 1000 К в этом соединении происходит фазовый переход из орторомбической фазы «низкого давления» в тетрагональную бесконечно-слоевую фазу – «фазу высокого давления» [2]. Бесконечно-слоевые соединения Sr1-xRxCuO2, где R – редкоземельный элемент (La, Nd, Ba и т.п.), обладают простой кристаллической структурой (пространственная группа P4/mmm), не содержащей позиционных параметров атомов и имеют температуру перехода в сверхпроводящее состояние Тс ~ 20–110 K [3]. Исследования соединений Sr1-xLaxCuO2 (0.05x0.12) методом рентгеновской дифракции показали, что при нормальных условиях параметры а и с тетрагональной ячейки уменьшаются с ростом содержания лантана Lа по линейному закону. Однако, при х0.12 наблюдается сильное отклонение от линейного закона, и это характерно также и для соединений Sr1-xNdxCuO2 [4]. Однако, по данным нейтронографических экспериментов, параметры бесконечно-слоевых соединений линейны во всем диапазоне давлений до 5.8 ГПа. Подобное поведение параметров ячейки свидетельствует об отсутствии уровня «насыщения», который наблюдался при легировании.





Работа выполнена при поддержке Российского Фонда фундаментальных исследований, гранты № 03-02-17387 и № 03-02-16879, Министерства промышленности, науки и технологий РФ, госконтракт № 40.012.1.1.1148 и 40.012.1.1.1166 (договор № 10/02), гранта поддержки уникальных установок России и проекта INTAS № 99-00256.

1. Y. Taguchi, T. Matsumoto, and Y. Tokura.Phys. Rev. B, 62 (2000) 2. Podlesnyak A., Mirmelstein A., Bobrovskii V. et. al. Physica C, 258 (1996) 3. Siegrist T., Zahurak S.M., Murphy D. W. et. al. Nature 334 (1988) 4. Takano M., Takeda Y., Okada H. et. al. Physica C, 159 (1988) [P-10] ВЛИЯНИЕ УДАРНЫХ ВОЛН НА СТРУКТУРУ И ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ АРМКО-ЖЕЛЕЗА Е.А. Козлов1, А.В. Добромыслов2, Н.И. Талуц РФЯЦ-ВНИИ технической физики, Снежинск Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург Представлены данные о структуре и параметрах волн напряжений в армко железе, подвергнутом ударному нагружению скользящей детонацией слоев пластичного взрывчатого вещества (ВВ) на основе ТЭНа (макс.= 15 ГПа) толщиной 1, 1.5, 2 мм и более мощного взрывчатого состава (ВС) на основе октогена (макс.= 25 ГПа) толщиной 15 и 20 мм. Для регистрации волновых процессов использован метод оптического рычага. Эксперименты различались как типом и толщиной используемого для нагружения образцов слоя ВВ, так и величиной оптического рычага, позволяющей варьировать разрешение методики регистрации при одновременной диагностике как слабых (упругих), так и сильных (пластических) волн.

Получены новые данные по кинетике релаксации напряжений на фронтах упругого и фазового предвестников. Непосредственно при нагружении клиновых образцов скользящей детонацией слоев октоген-содержащего ВС определена толщина слоя, в котором обеспечивались условия, достаточные для протекания превращения.

Проведено сопоставление результатов регистрации многоволновых конфигураций, изменения структуры и параметров волн напряжений по толщине клиновых образцов армко-железа, полученных непосредственно при взрывном нагружении, с данными всесторонних исследований сохраненного в процессе взрывного нагружения вещества. Выявлено протекание фазового превращения в узком слое у поверхности нагружения при нагружении образцов армко-железа скользящей детонацией тонких слоев пластичного ВВ на основе ТЭНа. Отмечено хорошее совпадение границы перехода от трех- к двухволновой конфигурации при нагружении армко-железа октоген-содержащим ВС с положением границы перехода от плато с высокими значениями микротвердости H(x) и твердости HV(x) к участку их резкого уменьшения, связанного с переходом от области полного превращения к области, в которой превращение протекало только частично.

Анализ деформационной структуры образцов, претерпевших ударно-волновое нагружение различной амплитуды и длительности, показал, что высокоскоростная деформация армко-железа осуществляется скольжением и двойникованием. В том случае, когда деформация осуществляется в -фазе при металлографическом исследовании наблюдаются только деформационные двойники, плотность которых коррелирует с напряжением на фронте ударной волны. В том случае, когда деформация осуществляется в -фазе при металлографическом исследовании наблюдаются многочисленные линии скольжения и небольшое количество двойников, которые образуются, по всей видимости, в -фазе на стадии пластической волны 1. Появление большого количества линий скольжения в образцах при напряжении на фронте ударной волны больше критического давления перехода в -фазу свидетельствует о том, что деформация армко-железа в -фазе осуществляется скольжением.

[P-11] ВЛИЯНИЕ СФЕРИЧЕСКИ СХОДЯЩИХСЯ УДАРНЫХ ВОЛН НА СТРУКТУРНОЕ И ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ СПЛАВОВ ЦИРКОНИЯ С НИОБИЕМ Н.И. Талуц1, А.В. Добромыслов1, Е.А. Козлов Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург РФЯЦ-Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики, Снежинск Цирконий и его сплавы принадлежат к числу немногочисленных веществ, фазы высокого давления которых сохраняются в метастабильном состоянии после прекращения воздействия. Это позволяет изучать механизм образования фазы высокого давления (-фазы в этих материалах), условия ее стабильности и особенности высокоскоростной пластической деформации. Целью данной работы являлось изучение структуры и фазового состояния сплавов Zr1мас.% Nb и Zr2,5мас.% Nb, подвергнутых нагружению сферически сходящимися ударными волнами различной интенсивности (начальные радиусы шаров 35 и 32 мм). Начальное давление на поверхности шаров превышало 30 ГПа. Изучение сохраненных образцов проводили методами рентгеноструктурного анализа, оптической металлографии, просвечивающей электронной микроскопии и измерением микротвердости вдоль радиуса.

Образцы после нагружения имеют форму толстостенной сферической оболочки.

В случае высокоинтенсивного режима нагружения вокруг центральной полости наблюдается область нестабильного пластического течения. В исходном состоянии сплавы имеют двухфазную структуру, состоящую из -фазы и -фазы циркония обогащенной ниобием. Фазовое состояние образцов существенно зависит от условий нагружения и глубины залегания слоя. Омега-фаза присутствует в образцах только после низкоинтенсивного режима нагружения. Ее количество максимально вблизи внешней поверхности шаров и уменьшается при приближении к полости. Количество -фазы в сплаве Zr2,5% Nb существенно больше, чем в сплаве Zr1% Nb. Периоды решетки -фазы в этих сплавах a = 0,5036 нм, с = 0,3130 нм, с/а = 0,622. После высокоинтенсивного режима нагружения -фаза в сплавах не сохраняется из-за высоких остаточных температур.

Структура образцов после низкоинтенсивного режима нагружения сильно фрагментирована. Внутри фрагментов наблюдается специфическая полосчатость. По внешнему виду отличить -фазу от -фазы не удается, так как они имеют одинаковую морфологию. После высокоинтенсивного режима нагружения в структуре приповерхностных слоев шара из сплава Zr1% Nb наблюдаются фрагменты с хорошо выраженными границами, что указывает на протекание полигонизационных процессов.

Большие рекристаллизованные зерна обнаруживаются в слоях, имеющих минимальные значения микротвердости. При дальнейшем увеличении глубины залегания слоя в структуре появляются области с перлитной и бейнитной морфологией. В слоях вблизи полости встречаются участки с мартенситной структурой. В шаре из сплава Zr2,5% Nb изменение структуры с увеличением глубины залегания слоя происходит в целом аналогично, только на других расстояниях от поверхности шара.

Работа частично выполнена в рамках комплексной программы Президиума РАН на 2004 г. “Теплофизика и механика интенсивных энергетических воздействий”.

[P-12] EXTERNAL ELECTRICAL HEATING FOR THE DIAMOND ANVIL CELL:

IMPLICATION FOR INVESTIGATIONS OF THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF THE HIGH-PRESSURE PHASES N.

A. Dubrovinskaia, L.S. Dubrovinsky Bayerisches Geoinstitut, Universitt Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany An external heating assemblage allowing DAC experiments at megabar pressures and temperatures above 1200 K was constructed. The complete high-pressure high temperature system consists of an anvil assembly made from a special high-temperature alloy, a mechanical loading mechanism, and external resistive heaters placed around the cell. The new system allows fine adjustment of the pressure (within 1 GPa) over the whole temperature range. It maintains constant pressure (within 1 GPa at megabar pressures) and constant temperature (within 5 K at 1000 K) for several hours. Temperature is measured with an external thermocouple. The pressure chamber does not have a measurable temperature gradient. The new heating assemblage is easily coupled with experimental set up at synchrotron radiation facilities and Raman spectrometers.

We tested the performance of the new system by studying phase transformations and the thermal expansion of Fe–Ni and Fe–Si alloys at different pressures and by studying phase transformations in TiO2 and H2O.

[P-13] ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ НАГРУЖЕНИЯ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ СЖАТИИ НА РАЗВИТИЕ МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ТЕКСТУРИРОВАННЫХ ОБРАЗЦАХ CVD-BN В.Ф. Бритун1, А.В. Курдюмов1, И.А. Петруша Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАНУ, Киев Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАНУ, Киев Исследовано влияние отклонений от гидростатических условий сжатия высоко текстурированных образцов пиролитического BN на превращения графитоподобных модификаций нитрида бора (гексагональной – BNг и ромбоэдрической – BNр) в плотные алмазоподобные фазы (BNпл).

Исходные образцы графитоподобного пиро-BN представляли собой беспористые пластины с ромбоэдрической структурой (BNр). Гексагональную графитоподобную модификацию (BNг) получали с помощью превращения BNр BNг при 2400оС и давлении 3 ГПа. Высокие степени текстуры и структурной упорядоченности исходного BNр при этом сохранялись в образующемся BNг. Превращения обеих графитоподобных фаз в плотные фазы типа вюртцита (BNв) и сфалерита (BNсф) осуществляли в аппарате типа “белт” при давлении 7.7 ГПа и температурах от 200 до 2500оС. В качестве передающей давление среды использовали порошки NaCl и BNг, обеспечивающие, соответственно, гидро- и негидростатические условия сжатия. Исследования фазового состава образцов после воздействия высоких давлений показали, что в условиях гидростатики превращения BNр в BNпл протекают при значительно более низких температурах, чем превращения BNг, а отклонение от гидростатики приводит к ускорению превращений, причем в случае исходного BNг этот эффект проявляется сильнее. Полученные результаты объясняются тем, что мартенситные механизмы перестройки решеток BNг и BNр при образовании BNв различны [1] и, как следствие, различны термодинамические движущие силы и кинетические барьеры превращений [2].

Кристаллоориентированный характер мартенситных превращений BNг BNв BNсф и BNр BNв BNсф обеспечивают сохранение высокотекстурированного состояния исходных фаз в пиро-BN, но оси текстур BNпл различны из-за различия механизмов мартенситной перестройки.

[1] В.Ф. Бритун, А.В. Курдюмов. Сверхтвердые материалы, №2 (2001) [2] В.Ф. Бритун, А.В. Курдюмов, И.А. Петруша. Физ.-тех. выс. давл.13(3) (2003) [P-14] СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ АМИНОКИСЛОТЫ L-СЕРИНА Е.В. Болдырева1,2, Е.Н. Колесник2, Т.Н. Дребущак1,2, Г. Ахсбахс Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН Новосибирский Государственный Университет, НОЦ “Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии” Филиппс-Университет, Марбург, ФРГ Исследования отклика структуры молекулярных кристаллов на скалярные воздействия (понижение температуры и повышение давления) оказываются полезными при изучении природы и детальных характеристик межмолекулярных взаимодействий в сложных супрамолекулярных системах.

Влияние на кристаллический L-серин (пр. гр. Р212121) гидростатического давления до 4.5 ГПа исследовано методом порошковой дифракции с использованием источника синхротронного излучения с двухкоординатным детектором MAR345. Для создания гидростатического давления в алмазных наковальнях использована безводная смесь метанол + этанол. Расстояние до детектора и длина волны откалиброваны по кремнию, давление определено по смещению полосы люминесценции рубина. Фазовых превращений в L-серине в исследованной области давлений не обнаружено. При повышении давления сжатие структуры анизотропно, максимально в направлении оси, вдоль которой направлены водородные связи двух типов, в том числе образованные боковыми ОН-группами.

Исследование структурных изменений в L-серине в интервале температур 100 – 325 К выполнено на монокристальном четырехкружном дифрактометре фирмы STOE, контроль температуры осуществлялся с помощью системы Cryostream Cooler (Oxford Cryosystem). Монокристаллы безводного L-серина были получены из водно этанольного раствора. Параметры ячейки уточнялись с шагом по температуре около 25 К, сбор данных, расшифровка и уточнение структуры проведены при температурах 100, 200 и 300 К. Проанализированы анизотропия термического расширения, изменения внутренней геометрии молекулы, поведение водородных связей в кристалле.

При охлаждении относительное уменьшение линейных размеров практически одинаково вдоль двух кристаллографических осей. Вдоль третьей оси, самой короткой, наблюдается некоторое увеличение линейных размеров при общем объемном сжатии структуры.

Проведено сравнение отклика структуры на понижение температуры и повышение давления. Анизотропия деформации структуры при разных видах скалярного воздействия различна. Такое поведение характерно и для некоторых других изученных нами ранее молекулярных кристаллов (глицин, парацетамол).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 02-03-33358), программы BRHE (грант NO-008-X1), Минобразования РФ (грант Ч0069), программы «Университеты России» (грант ур.05.01.021) [P-15] ЛОКАЛИЗАЦИЯ ВОДОРОДА И ДЕЙТЕРИЯ В -МАРГАНЦЕ В.К. Федотов1, В.Е. Антонов1, Г. Гроссе2, Т. Хансен3, Б. Хаубак4, А.С. Иванов3, А.И. Колесников1, В.В. Сиколенко5, В.Г. Симкин5, В.А. Яртысь Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка Technische Universitt Mnchen, Garching, Germany Institute Laue-Langevin, Grenoble, France Institute for Energy Technology, Kjeller, Norway Объединенный институт ядерных исследований, Дубна Растворимость водорода в и модификациях марганца при высоких давлениях достигает нескольких ат. % [1], что открывает возможность применения нейтронных методов для исследования твердых растворов -MnHx и -MnHx. Наши нейтрон дифракционные исследования показали [2], что в -Mn атомы водорода занимают позиции 12e (простр. гр. I 43m ) в двуямном потенциале с расстоянием между минимумами 0.7. Результаты по неупругому рассеянию нейтронов (НРН) дают убедительные доказательства низкой симметрии этих позиций и сильного туннельного эффекта [3].

В данной работе представлены результаты дифракционного изучения твердых растворов 10.8 at.% D и 9.6 at.% H в -Mn, проведенного на нейтронных дифрактометрах D1B в ИЛЛ (Гренобль) и HRFD в ОИЯИ (Дубна). Показано, что водород и дейтерий образуют необычную подрешетку в -Mn и занимают, по предварительным данным, позиции 12d (1/8, y, y+1/4) исходной кубической простр. гр.

P4132 (No. 213). Спектр оптических колебаний водорода в фазе MnH0.096 был изучен методом НРН при температуре 5 K на спектрометре IN1 BeF в ИЛЛ. Было обнаружено, что фундаментальная зона оптических колебаний водорода расщеплена на два пика в согласии с симметрией H позиции.

[1] V.E. Antonov, T.E. Antonova, N.A. Chirin, E.G. Ponyatovsky, M. Baier, F.E. Wagner, Scripta Mater. 34 (1996) [2] V.K. Fedotov, V.E. Antonov, K. Cornell, G. Grosse, A.I. Kolesnikov, V.V. Sikolenko, V.V. Sumin, F.E. Wagner, H. Wipf, J. Phys.: Condens. Matter 10 (1998) [3] A.I. Kolesnikov, V.E. Antonov, S.M. Bennington, B. Dorner, V.K. Fedotov, G. Grosse, J.C. Li, S.F. Parker, F.E. Wagner, Physica B 263-264 (1999) [P-16] ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СИСТЕМАХ Mo–D И Mo–H В.Е. Антонов1, А.И. Латынин1, М. Ткач Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка Институт физической химии ПАН, ул. Капшака 44/52, 01-224 Варшава, Польша Построена T–P фазовая диаграмма системы Mo–D при давлениях дейтерия до 6 ГПа и температурах до 550C и проанализированы причины ее отличия от изученной ранее диаграммы системы Mo–H. В результате установлена причина сильной асимметрии барического гистерезиса в системах металл–водород, предложен способ расчета стандартных энтальпии и энтропии гидридов и дейтеридов высокого давления по экспериментальным T–P диаграммам, а также способ расчета T–P диаграмм систем металл–водород для одного из изотопов водорода по известным диаграммам для другого изотопа.

T (°C) T (K), - MoD, эксперимент H = -6.74 kJ / моль MoD MoH, оценки при:

D H 0 ћ = ћ / D H ћ = ћ /1. - 0 1 2 3 4 5 PH2 (ГПа) Рис. 1. Экспериментальные значения давления разложения дейтерида молибдена (значки), наиболее вероятное расположение линии равновесия Mo + D2 = MoD (толстая кривая) и расчетные линии равновесия Mo + H2 = MoH (две тонкие линии) при двух предельно допустимых значениях частоты колебаний атомов D в дейтериде молибдена, пока не определенной экспериментально, по отношению к частоте колебаний атомов H в гидриде молибдена.

[P-17] НЕЙТРОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЦК МОНОГИДРИДА КОБАЛЬТА В.Е. Антонов1, Т.Е. Антонова1, В.К. Федотов1, Т. Хансен2, А.И. Колесников1, А.С. Иванов Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка Институт Лауэ-Ланжевена, Гренобль, Франция Моногидрид CoH с ГЦК решеткой металла образуется только при высоком давлении водорода [1]. Образец этого гидрида весом 0.4 г был получен при давлении 9 ГПа и температуре 350C и затем исследован при атмосферном давлении методом нейтронной дифракции при температуре 95 K и методом неупругого рассеяния нейтронов (НРН) при 5 K. Профильный анализ нейтрон-дифракционной картины показал, что водород занимает октаэдрические междоузлия в ГЦК решетке CoH и что гидрид является ферромагнетиком с магнитным моментом 1.3 B / атом Co, в согласии с результатами магнитных измерений [2]. Фундаментальная полоса оптических колебаний водорода в спектре НРН (см. рисунок) состоит из интенсивного пика при 102 мэВ с широким плечом со стороны высоких энергий. Форма НРН спектра типична для ГПУ и ГЦК моногиридов 3d- и 4d-металлов, а положение пика как функции расстояния водород-металл согласуется с зависимостью, установленной для этих гидридов [3].

[1] В.Е. Антонов, И.Т. Белаш, В.Ю. Малышев, Е.Г. Понятовский, ДАН СССР (1983) [2] I.T. Belash, V.Yu. Malyshev, B.K. Ponomarev, E.G. Ponyatovskii, A.Yu. Sokolov, Sov.

Phys. Solid State 28 (1986) [3] V.E. Antonov, K. Cornell, B. Dorner, V.K. Fedotov, G. Grosse, A.I. Kolesnikov, F.E. Wagner, H. Wipf, Solid State Commun. 113 (2000) Интенсивность / CoH, T = 5 K 100 200 300 Переданная энергия, мэВ [P-18] СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБКАХ И ВБЛИЗИ ИХ ВНЕШНИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Ю.Г. Бушуев1,2, С.В. Давлетбаева2, Т.А. Дубинкина ГОУВПО "Ивановский государственный химико-технологический университет", Иваново Институт химии растворов РАН, Иваново ГОУВПО "Ивановская государственная архитектурно-строительная академия", Иваново В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал о свойствах и структуре жидкой воды, о ее кристаллических и аморфных модификациях.

Однако установлены далеко не все аномалии воды и особенности структурообразова ния в водных системах. Недавно были открыты лед-XII и новая форма аморфного льда (VHDA);

показано, что внутри углеродных нанотрубок образуется ранее неизвестная форма льда [1]. При протекании воды и водных растворов через нанотрубки генерируется электрический ток [2]. Сведения о молекулярных механизмах, этапах и природе структурных преобразований воды вблизи границы раздела фаз практически полностью отсутствуют. Результаты компьютерного моделирования указывают на возможность существования необычного явления – помещенный в воду фрагмент гидрофобной углеродной трубки только часть времени заполнен водой [3]. Мы расширили класс исследуемых объектов (трубки (9,0)–(14,0), (6,6)–(10,10)) и изменили потенциал межмолекулярных взаимодействий (BMW), в результате получены пульсации потока молекул, проходящего по трубкам [4]. Наши вычисления показывают, что заселенности состояний димеров воды, находящихся внутри трубки и вблизи ее поверхности, существенно различаются. Топологические свойства системы водородных связей воды не зависят от хиральности трубок, но существенно зависят от диаметра трубок.

(8,8) tube d = 10.9 A - 0 2000 4000 6000 Saved configuration Флуктуации числа молекул воды внутри Кластер из молекул воды в фрагмента нанотрубки нанотрубке (6,6) Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 04-03-32363а).

[1] K. Koga, G.T. Gao, H. Tanaka, X.C. Zeng. Nature 412 (2001) [2] Sh. Ghosh, A.K. Sood, N. Kumar. Science 299 (2003) G. Hummer, J. C. Rasaiah, J. P. Noworyta. Nature 414 (2001) [3] [4] Yu.G. Bushuev, S.V. Davletbaeva, F.F. Muguet. Molecules 8 (2003) [P-19] СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РОМБОЭДРИЧЕСКОЙ ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С Г.Е. Абросимова, И.О. Башкин, О.Г. Рыбченко, В.Ш. Шехтман Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка Методом рентгеновской порошковой дифрактометрии изучена структура фазы высокого давления С60, полученной при давлении 5.5 ГПа и температуре 920 К.

Показано, что способ чередования гексагональных полимеризованных слоев в структуре ромбоэдрической фазы высокого давления отличен от предложенного в [1] и соответствует модели, энергетически более стабильной по расчетам [2]. Различие этих двух способов упаковки заключается во взаимной ориентации молекул фуллерена, принадлежащих соседним полимеризованным слоям: в одном случае молекулы, находящиеся в соседних плоскостях, развернуты друг к другу пятиугольными гранями, в другом случае – шестиугольными. На дифрактограммах различие этих двух моделей проявляется в основном в области больших брегговских углов. Выбор был сделан на основании сравнения модельных и экспериментальных рентгенограмм.

Обсуждено образование сильно выраженной текстуры в образцах фуллерена в процессе термобарической обработки в квазигидростатических условиях. Проведен качественный анализ текстуры. Показано, что направлению максимального сжатия (нормали к поверхности образца – таблетки) соответствуют в ромбоэдрической решетке полимеризованной фазы кристаллографические направления [110] и [100], вдоль которых ориентированы полимерные связи.

[1] M. Nunez-Regueiro, L. Marques, J.-L. Hodeau, O. Bethoux, M. Perroux. Phys. Rev.

Lett., 74 (1995) [2] А.В. Дзябченко, В.Н. Агафонов, В.А. Давыдов. Кристаллография 44 (1999) [P-20] ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА МАССИВНОГО АМОРФНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА (GaSb)38Ge А.И. Колюбакин, В.Е. Антонов, О.И. Баркалов, А.И. Харкунов Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка Стабильные и метастабильные фазовые превращения сплава (GaSb)38Ge24 были подробно исследованы в широком интервале давлений и температур, что позволило отработать метод получения массивного аморфного сплава [1]. Структура получаемых образцов была исследована методом нейтронной дифракции и смоделирована с помощью метода обратного Монте Карло [2]. Было показано, что аморфные образцы однородны по всему объему и свободны от включений кристаллических фаз. Первое координационное число (число ближайших соседей) составило 4.25, что существенно отличается от 4 и указывает на заметное искажение тетраэдрического окружения атомов в сплаве. Атомы Ge случайным образом замещают атомы Ga и Sb в позициях атомной сетки аморфного полупроводника GaSb, исследованного нами ранее [2].

Причем, в расположении атомов Ga и Sb наблюдается приблизительно та же степень беспорядка, что и в аморфном GaSb, около 30 % ближайших соседей являются атомами одного сорта (пары Ga–Ga или Sb–Sb).

Температурные зависимости проводимости и термоэдс на постоянном токе были исследованы в интервалах температур 110–420 K и 17–410 K, соответственно. Образцы сплава для электрофизических измерений приготовляли методом спонтанной твердотельной аморфизации закаленной фазы высокого давления при ее нагреве в интервале температур от 77 до 430 K при атмосферном давлении. В отличие от аморфного GaSb, полученного тем же методом ранее и имевшего необычную комбинацию транспортных свойств [3], аморфный (GaSb)76Ge24 оказался полупроводником p-типа, электрофизические свойства которого хорошо описываются классической моделью Мота-Дэвиса. Проводимость определяется термически активируемыми прыжками дырок в хвосте валентной зоны. Энергия активации составляет 0.2–0.3 эВ. Край хвоста валентной зоны расположен на 0.05 эВ ниже уровня Ферми. Таким образом, определен интервал концентраций аморфных сплавов GaSbGe, в котором происходит существенная перестройка зонной структуры, приводящая к появлению щели между уровнем Ферми и хвостом валентной зоны.

Один из авторов, О.И.Б., выражает благодарность «Фонду содействия отечественной науке» за финансовую поддержку.

[1] V.E. Antonov, O.I. Barkalov, E.G. Ponyatovsky and S.A. Zavolovich, High Pressure Research 15 (1997) [2] A.I. Kolesnikov, O.I. Barkalov, M. Calvo-Dahlborg, U. Dahlborg, W.S. Howells and E.G. Ponyatovsky, Phys. Rev. B 62 (2000) [3] V.E. Antonov, O.I. Barkalov, A.I. Kolyubakin and E.G. Ponyatovsky, Phys. Stat.

Sol. (b) 198 (1996) [P-21] СТРУКТУРА И СОСТАВ АЛЮМИНИДОВ ЦИРКОНИЯ В СПЛАВЕ Al–Zr ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СФЕРИЧЕСКИМИ УДАРНО-ИЗОЭНТРОПИЧЕСКИМИ ВОЛНАМИ Д.В. Башлыков1, И.Г. Бродова1, Е.А. Козлов Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия РФЯЦ ВНИИТФ, г. Снежинск, Челябинская область, Россия Немалый интерес исследователей вызывают способы получения новых фазовых и структурных состояний многофазных материалов при помощи больших пластических деформаций, таких как сдвиг под давлением и равноканальное угловое прессование.

При этом поведение различных фаз в матричной основе материала является сложным и неоднозначным процессом. Данная работа направлена на исследование изменения структуры алюминидов Al3Zr при высокоскоростной деформации сплава Al–Zr.

Ранее исследованы особенности ударно-волнового плавления двухфазных сплавов Al с переходными металлами Ti, Zr, Hf и определены условия плавления Al матрицы [1,2]. В данной работе реализованы более интенсивные режимы взрывного нагружения, позволившие обеспечить фазовые и структурные превращения в тугоплавких интерметаллидах.

Комплексное исследование структуры, фазового состава и микротвердости по радиусу обжатого и сохраненного шара диаметром 40 мм показало наличие широкой зоны плавления, в которой при последующей неравновесной кристаллизации происходит зарождение и рост отличных по форме и кристаллическому строению метастабильных алюминидов с кубической решеткой типа L12 (вместо тетрагональной решетки типа D023). Появление фазы с объемом, меньшим объема исходной фазы, может служить косвенным доказательством того, что плавление реализовалось на ударной адиабате.

Метастабильные алюминиды инициируют формирование микро кристаллической матрицы с размером зерна 15 мкм. Таким образом, при ударно волновом плавлении возможен синтез двухфазных композитов с твердостью 1 ГПа, состоящих из пластичной Al матрицы и дисперсных 5 микронных алюминидов циркония.

Работа выполнена при поддержке комплексной программы Президиума Российской академии наук ’’Теплофизика и механика интенсивных энергетических воздействий’’.

1. E.A. Kozlov, I.G. Brodova, D.V. Bashlykov et. al. Phys. Met. Metallogr. 87(3) (1999) 2. E.A. Kozlov, I.G. Brodova, D.V. Bashlykov et. al. J. Phys. IV France 10 (2000) [P-22] О ТРЕХ СЦЕНАРИЯХ ЭЛЕКТРОННОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА МЕТАЛЛ– ИЗОЛЯТОР В ПОЛУПРОВОДНИКАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ М.И. Даунов, И.К. Камилов, С.Ф. Габибов Институт физики Дагестанского научного центра РАН, Махачкала, 367003, М.Ярагского, При изотропном сжатии кристаллической решетки расстояние между примес– ными центрами сокращается и их концентрация Ni, соответственно, растет (объемно концентрационный эффект [1]). Однако в узкозонных прямозонных полупроводниках n-типа с кейновским законом дисперсии значительно сильнее изменяется боровский радиус “водородоподобных” доноров (aB). Например, в электронных InSb, InAs, CdSnAs2, CdGeAs2 с учетом полученной экспериментально зависимости диэлектриче– [( )] )( ской проницаемости от давления [1] aB = aB 0 1 + P g0 1 + P g0 1 (P– давление, ГПа;

g– ширина запрещенной зоны, эВ;

=dg/dP, =0.025 эВ/ГПа;

значок "0" соответ– ствует Р=10-4 ГПа). Отсюда следует, что в окрестности перехода на “металлической” стороне будет наблюдаться специфический эффект “барического вымораживания” электронов на мелкие доноры. По зависимостям перколяционного магнитосопротивле– ния [2] и др. кинетических коэффициентов от давления в p-CdSnAs2Cu рассчитана критическая концентрация Nicr резонансных глубоких акцепторных центров в зависи– мости от плотности состояний зоны проводимости g() [3]: при убывании g() (с увели– чением давления) Nicr возрастает. Экстраполяцией к нулевой температуре определены минимальные при Ni = Nicr значения металлической проводимости в системах электро– нов зоны проводимости и дырок акцепторной зоны.

Электронные фазовые переходы металл-изолятор происходят по трем сценари– ям. В слабо легированных полупроводниках в системе мелких “водородоподобных” примесных центров (1): в широкозонных полупроводниках переход реализуется в примесной зоне до ее слияния с зоной проводимости – переход Мотта;

(2) в узкозонных полупроводниках переход стимулируется наложением примесных состояний на зонный континуум и их гибридизацией – резонансно-гибридизационная версия перехода Мотта [3];

(3) в сильнолегированных полупроводниках переход металл-изолятор происходит в результате компенсации – “андерсоновская” локализация. Построены соответствующие фазовые диаграммы в области промежуточного легирования с использованием уточ– ненного критерия андерсоновской локализации и данных по n-InSb [4].

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаметаль– ных исследований (проект 02–02–17888) [1] М.И. Даунов, А.Б. Магомедов, А.Э. Рамазанова. ФТП. 15 (1985) [2] M.I. Daunov, I.K. Kamilov, A.B. Magomedov. Phys. Stat. Sol. (b). 211 (1999) [3] И.К. Камилов, М.И. Даунов, В.А. Елизаров, А.Б. Магомедов. Письма в ЖЭТФ. (1991) [4] М.И. Даунов, И.К. Камилов, В.А. Елизаров. ФТТ. 37 (1995) [P-23] КВАЗИБЕСЩЕЛЕВОЙ ПОЛУПРОВОДНИК ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ – МОДЕЛЬ АМОРФНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА М.И. Даунов, И.К. Камилов, С.Ф. Габибов Институт физики Дагестанского научного центра РАН, г. Махачкала, Россия Перспективными объектами с целью моделирования аморфного полупроводника являются квазибесщелевые полупроводники (КБП), подвергнутые воздействию высоких давлений. КБП – это кристаллические полупроводники, бесщелевое состояние в которых формируется в результате смыкания состояний собственной зоны и примесной зоны с противоположным знаком проводимости и с коэффициентом заселенности 0KЗ1 [1-3]. Экспериментальные данные о явлениях переноса в КБП, в отличие от аморфных полупроводников, позволяют провести детальный количественный анализ, в частности, разделить электропроводность на произведение концентрации и подвижности в области прыжковой проводимости, естественным образом объяснить наблюдаемое в некоторых с малой щелью подвижностей аморфных полупроводниках сочетание отрицательного знака коэффициента Холла и положительного знака термоэдс и т.д. [1].

В интервале температуры 2300 К в зависимости от всестороннего давления до 1.5 ГПа [1,3] и 7 ГПа [2], электрического – до 250 В/см и магнитного – до 20 кЭ полей в диапазоне изменения концентрации избыточных акцепторов 10101017 см-3 проведены комплексные измерения кинетических коэффициентов кристаллов КБП р-типа GeAu, InAs с (NA-ND)1017 см3, InSbCr и CdSnAs2Cu с коэффициентом заселен ности акцепторной зоны 0KЗ1. Проиллюстрируем полученные результаты на приме ре p-CdSnAs2Cu. С увеличением давления наблюдается фазовый переход к прыжко вой проводимости с переменной длиной прыжка как электронов зоны проводимости – локализация в ямах крупномасштабного флуктуационного потенциала, так и дырок акцепторной зоны. Эффективные подвижности е,Аехр{-(T0e,A/T)1/4} до Т=4050 К, причем параметры T0e,A с давлением Р увеличивается от нуля к T0e и Т0А стремится к конечной величине, когда Р, в соответствии с барической зависимостью плотнос тей состояний на уровне Ферми электронов зоны проводимости ge(F)0 и дырок акцепторной зоны gA(F) gA(F). На хвосте плотности состояний зоны проводимости можно выделить два участка, аппроксимируемых экспоненциальной зависимостью от энергии. У невозмущенного края зоны проводимости gе резко на 45 порядков убывает с увеличением расстояния от невозмущенного края зоны проводимости. Второй пологий участок зависимости ge() ниже уровня протекания можно аппроксимировать, как это принято делать в аморфных полупроводниках, степенной зависимостью:

ge()-А2, где энергия А, при которой ge()0 равняется –200 мэВ (относительно невозмущенного края зоны проводимости) [1]. В связи с дискуссионным характером проблемы о знаке парциального по акцепторной зоне коэффициента Холла RA уместно подчеркнуть, что независимо от степени заселенности акцепторной зоны по ней RA0, а парциальная термоэдс A0, когда KЗ0.5 и A0, когда KЗ меньше 0.5 [1].

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Грант № 02-02-17888.

[1] М.И. Даунов, И.К. Камилов, В.А. Елизаров и др. Докл. РАН. 357 (1997) [2] M.I. Daunov, I.K. Kamilov, S.F. Gabibov. Semicond. Sci. Technol. 16 (2003) [3] M.I. Daunov, I.K. Kamilov, S.F. Gabibov et. al. Phys. Stat. Sol.(b). 235 (2003) [P-24] СИНТЕЗ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КУПРАТОВ СОСТАВА Sr1-xAxCuO2 (A = Li, Ca, Ba, Ln;

0 x 1) В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ И ТЕМПЕРАТУР Т.В. Дьячкова1, Н.И. Кадырова1, А.П. Тютюнник1, В.Г. Зубков1, В.И. Бобровский2, Ю.Г. Зайнулин Институт химии твердого тела УрО РАН, Екатеринбург Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург Фаза высокого давления оксида SrCuO2 представляет собой антферромагнитный диэлектрик и является отправной при синтезе целого класса так называемых бесконечнослоевых (Infinite-layer – IL) высокотемпературных сверхпроводников состава Sr1-xAxCuO2 (A – Ln, Ca, Ba, Li) с рекордными значениями температуры сверхпроводящего перехода (Тс ~ 40–100 K). Эти соединения обладают наиболее простой среди слоистых купратов кристаллической структурой из чередующихся перовскитных слоев CuO2 разделенных слоями из атомов металлов и являются удобными модельными объектами для понимания механизма сверхпроводимости в медь–оксидной керамике, тем более что до сих пор нет окончательной ясности в этом вопросе.

Целью работы является синтез, структурная аттестация и изучение свойств фаз высокого давления состава Sr1-xAxCuO2 (A – Li, Ca, Ba, Ln;

0 x 1).

Термобарический синтез проводили с использованием камеры высокого давления типа “тороид” в интервале давлений P = 1–9 ГПа и температур T = 700– 1500°C.

В этих условиях получены IL-фазы высокого давления состава Sr1-xLixCuO (0 x 0.15), Sr1-xCaxCuO2 (0 x 1), Sr0.49Ca0.45Ba0.05CuO2 и Sr1-xLnxCuO2 (Ln – La, Nd;

0 x 0.13).

С помощью методов рентгенографии проведена аттестация фаз высокого давления, образующихся в системе Sr–Ai–Cu–O, определены параметры кристаллической решетки IL-фаз. Установлены концентрационные зависимости периодов идентичности от содержания металлов в сложных оксидах Sr1-xAxCuO2.

Проанализированы особенности термобарического синтеза бесконечно слоевых фаз в зависимости от состава исходных компонентов. Изучены закономерности формирования твердых растворов в зависимости от величины давления, температуры и времени протекания процесса. Определены оптимальные условия синтеза и области существования IL-фаз в системах Sr–A–Cu–O (A – Li, Ca, Ba, Ln). Исследована устойчивость полученных препаратов на воздухе.

Измерены магнитные характеристики полученных фаз.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 02-03-32380.

[P-25] СИНТЕЗ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ НАНОПОРОШКА C3N А.А. Антанович1, В.A. Давыдов1, А.В. Рахманина1, В.П. Филоненко1, В.Н. Хабашеску Институт физики высоких давлений РАН, Троицк Университет им. У.М. Райса, Хьюстон, США Методом высокотемпературной поликонденсации в стальном реакторе, заполненном пористым субстратом, из Li3N и C3N3Cl3 впервые получен карбонитрид C3N4 сферической формы с размерами частиц от 20 нм [1,2].

При использовании комбинации различных методов анализа установлено, что сферы являются полыми, а их оболочка представляет собой многослойную структуру sp2-связанных атомов азота и углерода, образующих искривленные слои графито подобного карбонитрида с межплоскостным расстоянием 3.415. Содержание азота в материале составило 58 %, а углерода – 31 % по массе (расчетное содержание для стехиометрии C3N4 – 61 и 39 %).

Данный карбонитридный порошок использовался в качестве исходного материала в серии экспериментов при высоких давлениях и температурах как в чистом виде, так и в качестве компонента смесей с нанопорошками алмаза и нитрида бора.

Эксперименты проводили в камерах тороид в интервале давлений 7.0–12.0 ГПа, температур 400–1000°С и времени выдержки от 5 до 15 минут.

Дифрактограммы исходного порошка характеризуются широким максимумом в диапазоне углов 2 от 20 до 30°, что свидетельствует о преимущественно аморфном характере структуры. По результатам рентгенографического анализа было установлено, что после термобарического воздействия сохранить стехиометрию, близкую к C3N4, удается при температурах не выше 600°С. Максимальная степень кристалличности таких образцов не превышала 90 %, причем доминирующей являлась графитоподобная фаза. Наличие в ней наноразмерных хорошо ограненных включений кубической фазы с параметром ячейки 5.35–5.4 удалось установить только с помощью трансмиссионной микроскопии.

Проведен сравнительный анализ особенностей кристаллизации при высоких давлениях аморфного карбонитрида без добавок и в составе смесей с наноалмазами и нанопорошками нитрида бора.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 02-03 32699).

[1] Дж.Л. Циммерман, Р. Уильямс, В.Н. Хабашеску, Дж.Л. Маргрейв. Изв. АН. Сер.

Хим. 11 (2001) [2] J.L. Zimmerman, R. Williams, V.N. Khabashesku, J.L. Margrave. Nano Letters. (2001) [P-26] ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД В БЕТА-ГЛИЦИНЕ ПРИ 0.75 ГПа С.В. Горяйнов1,2, Е.Н. Колесник1, Е.В. Болдырева1, Научно-образовательный центр “Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии”, Новосибирский Государственный Университет, Новосибирск Институт минералогии и петрографии СО РАН, Новосибирск Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск Глицин NH3+CH2COO- – одна из важнейших аминокислот – существует при н.у.

в безводном кристаллическом состоянии в трех формах:, и. Модификации и стабильны, а – неустойчива на воздухе. Поведение этих форм под давлением начали исследовать в последнее время. -Глицин не имеет фазовых переходов (ФП) при высоких давлениях до 23 ГПа [1,2], -глицин ранее не исследовался из-за трудности выращивания кристаллов и его низкой стабильности, а -глицин, как показано методом синхротронной рентгеновской дифракции [3], имеет размытый ФП при ~3 ГПа.

Используя методы комбинационного рассеяния (КР) и поляризационной микроскопии, мы исследовали поведение -формы при высоких давлениях до 7.6 ГПа.

Для создания гидростатического давления в аппарате с алмазными наковальнями использована смесь метанол/этанол 4/1. Давление определено по смещению R1-полосы рубина с точностью ±0.03 ГПа. Из игольчатых (вытянутых вдоль оси 21) -кристаллов оптического качества, что исключало примесь других фаз, были отрезаны образцы размером ~0.10.050.1 мм. Спектры КР записаны спектрометром DILOR OMARS 89 с многоканальным детектором LN/CCD1100 PB (Princeton Ins.) и ночь-фильтром.

При давлении 0.75 ГПа впервые обнаружен фазовый переход в -глицине, который слабо проявляется в КР спектрах и наблюдается визуально под микроскопом только при медленном прохождении ФП. После каждого прохождения перехода возникают следы – новые трещины перпендикулярно выделенной оси кристалла. При ФП возникает быстро двигающаяся перпендикулярно оси кристалла волна с измененным показателем преломления. После образования трещин образец поблочно переходит в новую фазу в течение 0.5–5 сек (в отдельном блоке за 0.05–0.5 сек).

Частоты полос КР в зависимости от Р испытывают небольшие скачки или изломы при 0.75 ГПа, что свидетельствует о фазовом переходе 1-ого рода, близком ко 2-ому.

Переход обратим, почти без гистерезиса (0.05 ГПа). Вероятно, что симметрия фазы не меняется при ФП. Наиболее отчетливые изменения КР спектра при ФП наблюдались в диапазоне 150–1200 см1, особенно для двух полос, C–C stretch и CH2 rock около 900 см1. При высоком давлении (5–7.6 ГПа) некоторые частоты КР полос фазы сдвигаются с давлением нелинейно, что может говорить о поворотных деформациях молекул.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 02-03-33358 и 02 05-65313), программы BRHE (грант NO-008-X1), Минобразования РФ (грант Ч0069), программы “Университеты России” (грант ур.05.01.021), Фонда Содействия Отечественной Науке (ЕВБ).

[1] C.Murli, S.M. Sharma, S. Karmakar, S.K. Sikka, Physica B 339 (2003) [2] E.V. Boldyreva, H. Ahsbahs, H.-P. Weber, Z. Kristallogr. 218 (2003) [3] E. В. Болдырева, С.Н. Ивашевская, Г. Сова, Г. Ахсбахс, Г.-П. Вебер, Доклады РАН, 396(3) (2004) [P-27] CКАЧОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЩЕЛИ В GdFe3(BO3) ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ А.Г. Гаврилюк1, С.Г. Овчинников2, С.А. Харламова Институт физики высоких давлений РАН, Троицк Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского Отделения РАН, г. Красноярск Борат GdFe3(BO3)4 является магнитным диэлектриком, прозрачным в видимом диапазоне. Это антиферромагнетик с температурой Нееля TN = 38 K [1]. С другой стороны, такие кристаллы наряду с высокотемпературными сверхпроводящими купратами и манганитами с колоссальным магнетосопротивлением являются примером систем с сильными электронными корреляциями (СЭК). СЭК определяют их электронную структуру, магнитные, оптические и электрические свойства. С теоретической точки зрения, проблема СЭК является фундаментальной проблемой современной физики конденсированного состояния, не нашедшей адекватного решения в настоящее время. В работе [2] представлены результаты экспериментальных исследований оптических свойств GdFe3(BO3)4 при нормальном давлении, где было обнаружено сходство спектров оптического поглощения GdFe3(BO3)4 при нормальном давлении со спектрами FeBO3, многоэлектронная модель зонной структуры которого с учетом сильных электронных корреляций была сформулирована в [3]. Авторами работы [2] проведен анализ зонной структуры GdFe3(BO3)4 в рамках этой модели, учтены dорбитали и сильные электронные корреляции d-электронов. Установлено, что GdFe3(BO3)4 по типу относится к диэлектрикам с переносом заряда.

В настоящей работе представляются результаты экспериментальных исследований оптических свойств GdFe3(BO3)4 при высоком давлении. На основании многоэлектронной модели зонной структуры с учетом сильных электронных корреляций в GdFe3(BO3)4 под действием высокого давления предсказаны: кроссовер высокоспинового и низкоспинового состояний иона Fe3+, коллапс магнитного момента, ослабление кулоновских корреляций, а также переход диэлектрик – полупроводник.

Представлены экспериментальные спектры оптического поглощения, которые доказывают вышеизложенные предсказания, а именно, в GdFe3(BO3)4 под действием высокого давления обнаружен скачок энергетической щели при давлении 43 ГПа [2].

[1] A.D. Balaev, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim, S.A. Kharlamova, S.G. Ovchinnikov, V.L. Temerov. JMMM, 258-259C (2003) [2] О. А. Баюков, Л. Н. Безматерных, А. М. Гаврилюк, В. Н. Заблуда, И. С. Любутин, C. Г. Овчинников, А. М. Поцелуйко, М. Томас, С. А. Харламова. Препринт ИФ СОРАН, № 827 (2004) p. [3] С.Г. Овчинников. Письма в ЖЭТФ 77 (2003) [P-28] ОБРАЗОВАНИЕ РАНЕЕ НЕИЗВЕСТНОЙ ПОЛИМОРФНОЙ МОДИФИКАЦИИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГЛИЦИНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Е.В. Болдырева1,2, С.Н. Ивашевская2,3, Г. Сова4, Г. Ахсбахс4, Г.-П. Вебер5, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск Научно-образовательный центр "Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии", Новосибирский государственный университет Институт геологии КарНЦ РАН, Петрозаводск Institute of Mineralogy, Philipps-Universitaet, Marburg/Lahn, Germany SNBL ESRF, PO Box 220, F-38043 Grenoble Cedex, France Institut de Cristallographie, Universite de Lausanne, Lausanne, France Исследование влияния давления на молекулярные кристаллы органических соединений важно для прогнозирования поведения лекарственных препаратов, материалов и устройств на основе молекулярных кристаллов в условиях высоких давлений и при других механических воздействиях, а также для совершенствования теоретических моделей, используемых для предсказания кристаллических структур и молекулярных конформаций в зависимости от условий.

Одной из наиболее актуальных задач является поиск новых полиморфных модификаций – фаз высокого давления.

Нами выполнено исследование влияния гидростатического давления на кристал лическую гамма-модификацию глицина (P31). Использовался аппарат с алмазными наковальнями типа Меррилла–Бэссетта. В качестве среды, передающей давление, взяли специально осушенную смесь этанола и метанола. Порошковый рентгенодифракцион ный эксперимент был проведен с использованием синхротронного излучения Европейского центра синхротронных исследований в Гренобле. Индицирование дифракционных спектров осуществлено при помощи программы TREOR90 [1].

Вычитание фона, расшифровка структуры методом систематического поиска и ее уточнение методом Ритвельда с наложением ограничений на длины и углы связей были проведены при помощи пакета программ MRIA [2]. Атомы водорода были помещены в геометрически рассчитанные позиции.

Впервые был обнаружен фазовый переход первого рода, начинающийся при гидростатическом давлении 2.73 ГПа и все еще не полностью завершенный при 7.85 ГПа. Структура новой фазы высокого давления описывается пространственной группой симметрии Pn (Rp = 0.18, Rb = 0.18, Rw = 0.17): a = 5.379(1), b = 5.557(1), c = 4.780(1), = 118.25(1)o, V = 125.86(4) 3, Z = 2. В фазе высокого давления цвиттер ионы глицина связаны водородными связями NH…O в слои, которые попарно связы ваются также водородными связями NH…O между собой. Строение индивидуальных слоев сходно со строением слоев в ранее известных альфа- (P21/n) и бета- (P21) модификациях, но их наложение друг на друга существенно иное. Вызываемое давлением полиморфное превращение из гамма-модификации глицина в новую фазу можно сопоставить с изменением вторичной структуры биополимера, когда вместо спиралей образуются складки.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 02-03-33358), программы BRHE (грант NO-008-X1), Минобразования (грант Ч0069, грант ур.05.01.021).

[1] P.-E. Werner, L. Eriksson, M. Westdahl, J. Appl. Cryst. 18 (1985) [2] V.B. Zlokazov, V.V. Chernyshev, J. Appl. Cryst. 25 (1992) [P-29] ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ BaBPO5 И CeBSiO С.С. Казанцев1, Б.А. Максимов1, V. Dmitriev2, H.-P. Weber2, Д.Ю. Пущаровский Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН, Москва SNBL at ESRF, Grenoble, France МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва Исследовано влияние гидростатических давлений на сжимаемость монокристал лов стиллвеллита CeBSiO5 [1] и его структурного аналога – синтетического BaBPO5 [2].

Измерения проведены на автодифрактометре KUMA6-CCD ( = 0,8000 ), линия BM (SNBL, ESRF, Гренобль, Франция). Давления в диапазоне до 10 ГПа создавались в модифицированной камере типа Меррилла–Бассетта (ETHZ, Цюрих, Швейцария). В качестве гидростатической среды использовали смесь спиртов, давление измеряли по внутреннему эталону – кристаллу рубина.

Для монокристалла BaBPO5 (P322, a = 7.114(1), c = 6.993(1), V = 306.49 3, Z = 3) размером 408030 м в диапазоне 0,00018,7 ГПа произведены измерения параметров элементарной ячейки в 13 точках по давлению. Для двух монокристаллов стиллвеллита CeBSiO5 (a = 6.843(3), c = 6.695(3), V = 271,6 3) размерами 906020 м и 304030 м в диапазонах 0,45,07 и 1,059,85 ГПа произведено соответственно 7 и 8 аналогичных измерений. В каждом случае измерение параметров элементарной ячейки дополнено набором интегральных интенсивностей, которые планируется использовать для уточнения кристаллической структуры образцов в условиях их гидростатического сжатия. Полученные значения K0 и K0’ составляют:

K0 = 78(8), K0’ = 6(3) ГПа для BaBPO5 и K0 = 135(9), K0’ = 7(2) ГПа для стиллвеллита.

На рис. 1 и 2 представлена зависимость относительной сжимаемости параметров элементарных ячеек исследованных образцов от давления. Заметное расхождение в сжимаемости наблюдается с величин давления выше 4 ГПа. Подобные отличия в сжимаемости, а также большую анизотропию сжатия ячейки BaBPO5 можно объяснить большим объемом координационного полиэдра атомов Ba. В настоящее время ведется работа по расшифровке кристаллических структур исследованных образцов.

Работа выполнена в рамках проекта РФФИ, принятого к рассмотрению под № 04-05-64630 и Программы поддержки ведущих научных школ (НШ-1642.2003.2).

Рис. 1. Сжимаемость параметров Рис. 2. Сжимаемость параметров элементарной ячейки BaBPO5 элементарной ячейки CeBSiO [1] P.C. Burns, F.C. Hawthorne et al. Can. Miner. 31 (1993) 147- [2] D.Y. Pushcharovsky, E.R. Gobetchia et al. J. Alloys Comp. 339 (2002) 70- [P-30] ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ РАЗРУШЕНИЯ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ПРЕГРАДАХ ПРИ УДАРНО-ВОЛНОВОМ НАГРУЖЕНИИ В.А. Горельский, И.Е. Хорев, А.А. Рогова, Е.А. Минакова Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск Исследования повреждения пластин с помощью быстролетящего тела показали, что с изменением условий их взаимодействия картина разрушения существенно меняется. Результаты экспериментов свидетельствуют, что при взаимодействии цилиндрических тел с пластинами, толщина которых не превышает одного - двух диаметров ударника, пластина разрушается в результате выпрессовки из нее диска [1].

Численное описание перфорации пластин выполняли методом конечных элементов [2].

Материал взаимодействующих тел моделируется сжимаемой упругопластической средой, поведение которой при динамических нагрузках характеризуется модулем сдвига, динамическим пределом текучести, вязкостью и константами кинетической модели разрушения, описывающей развитие микроповреждений и константами фазовых превращений. В момент времени 4 мкс наблюдается три очага разрушения – два вблизи лицевой поверхности и один вблизи тыльной. Разрушение вблизи лицевой поверхности, локализованное на оси симметрии, обусловлено взаимодействием волн разгрузки, исходящих с боковых поверхностей ударника. Однако при внедрении цилиндра этот очаг откольного разрушения подавляется уже к 15-й мкс. Второй очаг откольного разрушения на лицевой поверхности удален от оси симметрии на расстояние 1,5 радиуса ударника и достигает максимального развития к 8-й мкс. К этому времени радиус зоны разрушения вблизи тыльной поверхности составляет 1, радиуса ударника и начинает формироваться четвертый очаг откольного разрушения в центре пластины. К 24 мкс картина разрушения пластины принципиально отличается от наблюдавшейся в течение первых 10 мкс.

Таким образом, результаты выполненных исследований свидетельствуют о существенном вкладе откольного разрушения в процесс перфорации пластин.

Установлено, что формирование отделяемого диска в верхней и нижней половинах пластины происходит по различным механизмам.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 03-01-00386).

[1]. И.Е. Хорев, В.А. Горельский, Численное моделирование откольных разрушений при осесимметричном взаимодействии твердых тел. Детонация: Материалы II Всесоюз. совещ. по детонации. Черноголовка (1981) 149- [2]. В.А. Горельский, И.Е. Хорев, Н.Т. Югов, Динамика трехмерного процесса несимметричного взаимодействия деформируемых тел с жесткой стенкой. Прикл.

механика и технич. физика №4 (1985) [P-31] ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ТВЕРДОГО РАСТВОРА Re0.3Ir0. И.В. Корольков1, Т.В. Дьячкова2, С.А. Громилов1, К.В. Юсенко1, С.В. Коренев1, А.П. Тютюнник2, Ю.Г. Зайнулин Институт неорганической химии им. А.В. Николаева РАН, Новосибирск Институт химии твердого тела УрО РАН, Екатеринбург Изучены фазовые превращения гексагональной плотноупакованной фазы Re0.3Ir0.7 (а = 2.736(2), с = 4.390(3) ) при высоком давлении и температуре. Фаза была получена восстановительным термолизом комплекса [Ir(NH3)5Cl][IrCl6]0.4[ReCl6]0. в атмосфере водорода [1]. Поскольку состав этой фазы соответствует границе между двухфазной областью (+) и областью кубических фаз (), то представлялось интересным проследить за ее возможными фазовыми превращениями при одновременном воздействии давления и температуры.

Термобарическую обработку -Re0.3Ir0.7 проводили в камере высокого давления типа тороид. Образец, помещенный в графитовый нагреватель, подвергали сжатию до необходимого давления, а затем повышали температуру. После выдержки в заданных условиях нагрев отключали, снимали давление и извлекали образец из камеры. Таким образом, можно говорить о частичной закалке образца.

По данным РФА при давлении 9 ГПа и температуре 2000°С образуется метастабильная рентгеноаморфная фаза, которая при хранении в обычных условиях в течение суток рекристаллизуется до металлических иридия и рения. Обработка при Р = 1 ГПа и Т = 2000°С приводит к фазовому переходу гексагональной модификации Re0.3Ir0.7 в кубическую гранецентрированную с параметром элементарной ячейки а = 3.846(2). Для исходной фазы объем, приходящийся на один атом, составляет V/Z = 14.23 3, а плотность 22.22 г/см3. Для конечной фазы Re0.3Ir0.7 V/Z = 14.22 3 и Dx = 22.23 г/см3.

В работе [2] была описана ГЦК фаза состава Ir0.72Re0.28 c гораздо меньшей характеристикой V/Z и аномально большой плотностью 26.02 г/см3. Авторы работы установили, что твердость слитка почти в 2 раза больше, чем у чистого Ir. Повышение плотности и увеличение твердости могут быть объяснены образованием интерметаллида типа Cu3Au, так как соотношение металлов в Ir0.72Re0.28 близко к 3 : 1.

Кроме того, эта фаза была получена методом литья в дуговой печи с вольфрамовым нерасходуемым электродом. Отжиг образцов проводили в эвакуированных кварцевых ампулах при 1000°С в течение 300 час или в вакууме при 2000°С в течение часа. Далее следовало закаливание в воду. Согласно нашим расчетам, относительная интенсивность сверхструктурных рефлексов при образовании интерметаллида не превышает 1 %. при обычной съемке, поэтому авторы [2] могли их не заметить. Съемка с большим накоплением импульсов показала, что в нашем случае в результате фазового перехода получен неупорядоченный твердый раствор Ir0.7Re0.3.

[1] С.А. Громилов, С.В. Коренев, И.В. Корольков и др. Журн. структурн. химии 40(3) (2004) в печати [2] М.А. Тылкина, И.А. Цыганова, Е.М. Савицкий. Журн. неорган. химии. 7(8) (1962) [P-32] УСТОЙЧИВОСТЬ АММОНИЙНОГО АНАЛЬЦИМА И НАТРОЛИТА ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ДО 12 ГПа А.Ю. Лихачева, С.В. Горяйнов Институт минералогии и петрографии СО РАН, Новосибирск Спецификой вхождения иона NH4+ в структуру узкопористых цеолитов анальцима и натролита является образование водородных связей N–H…O с каркасными атомами кислорода. Высокая чувствительность иона NH4+ к геометрии локального окружения может приводить к искажению его конфигурации и перераспределению водородных связей с каркасом при деформациях структуры. Интересно изучить влияние вхождения иона NH4+ на устойчивость анальцима и натролита – различных по топологии алюмосиликатов – при повышении давления. Эксперименты по сжатию NH4-анальцима (NH4)15.04Al15.04Si32.96O96 и NH4-натролита (NH4)16.2Al16.2Si23.8O проводили в камере высокого давления с алмазными наковальнями до 12 ГПа в непроникающей среде (глицерин). Давление определяли по люминесценции рубина.

В NH4-анальциме при 1.5–1.8 ГПа наблюдается фазовый переход, сопровождае мый потемнением кристаллов в скрещенных николях. В этой области давлений зафик сирован переход в К-анальциме, где К+, как и NH4+, занимает позиции воды W. Переход в К-анальциме отнесен к переходам смещения с вращением ТО4-тетраэдров и искаже нием четверных колец, составляющих базовый структурный элемент анальцима [1].

Дальнейшее повышение давления до 12 ГПа к видимым изменениям в кристаллах NH4 анальцима не ведет, погасание сохраняется. При сбросе давления обратный переход четко не наблюдался, погасание и прозрачность кристаллов отвечали исходным.

В NH4-натролите происходит фазовый переход, сопровождаемый потемнением и последующим просветлением кристаллов при 1.2–1.5 ГПа. До сих пор в минералах группы натролита при сжатии в непроникающих средах не наблюдалось переходов до 5 ГПа, а в водной среде переходы, происходящие при 0.8–1.5 ГПа, связаны с внедре нием дополнительных молекул Н2О и деформацией структурных каналов [2]. В случае NH4-натролита подобная деформация может сопровождаться только смещением ионов NH4+ и перераспределением водородных связей с каркасом. Спектр КР NH4-натролита содержит при нормальном давлении полосы 250, 310, 456, 530 и 600 см-1, относящиеся к деформационным О–Т–О колебаниям каркаса и колебаниям четверных колец [3].

Планируемое изучение КР спектров NH4-натролита при высоких давлениях позволит прояснить характер наблюдаемого при 1.2–1.5 ГПа перехода. При повышении давления до 10 ГПа видимых изменений не происходило, при сбросе давления обратный переход наблюдался при 1 ГПа, погасание и прозрачность кристаллов сохранялись.

Таким образом, присутствие иона NH4+ в полостях анальцима и натролита стабилизирует их структуру до более высоких давлений (10–12 ГПа), чем молекулы Н2О и катионы щелочных и щелочноземельных металлов. Для сравнения, в природном натролите необратимая аморфизация наступает при 9 ГПа [4].

[1] С.В. Горяйнов, И.А. Белицкий и др. Геол.и геофиз. 41(5) (2000) [2] Y. Lee, T. Vogt, et al. J. Am. Chem. Soc. 124 (2002) [3] S.V. Goryainov and M.B. Smirnov. Eur. J. Mineral. 13 (2001) S.V. Goryainov and A.Yu. Likhacheva. Abstr. 5th EMU Shool, (2003) [4] [P-33] ПОДАВЛЕНИЕ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ КОРРЕЛЯЦИЙ В БОРАТЕ ЖЕЛЕЗА FeBO3 ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ А.Г. Гаврилюк, И.А. Троян, С.Г. Овчинников1, И.С. Любутин2, В.А. Саркисян Институт физики высоких давлений РАН, Троицк, Московской обл.

Институт физики им. Л.В.Киренского СО РАН, 660036 Красноярск, Россия Институт кристаллографии РАН, 119333, Москва, Ленинский пр-т, Зонная структура и электронные свойства Мотт–Хаббардовских диэлектриков, к которым принадлежит антиферромагнетик FeBO3, должны зависеть от давления в основном по двум причинам: (1) с ростом давления может увеличиваться ширина d-зоны из-за усиления интегралов межатомных перескоков электронов, и (2) вследствие изменения кристаллического поля. Для монооксидов FeO, MnO, CoO и NiO со структурой каменной соли теоретические расчеты в приближении локальной плотности (LDA) и обобщенного градиента (GGA) в обобщенной модели Стонера установили доминирующую роль уширения d-зоны, которое с ростом давления приводит к магнитному коллапсу и переходу диэлектрик-металл [1].

В настоящей работе экспериментально исследованы оптические, мессбауэровские и рентгеновские спектры, а также электросопротивление в борате железа FeBO3 при воздействии высоких давлений. Эксперименты проводились в камерах с алмазными наковальнями в диапазоне давлений до 140 ГПа. В области давлений 46–49 ГПа обнаружены ряд фазовых переходов с изменением магнитной, кристаллической, электронной и спиновой структуры. Теоретически исследованы оптические спектры поглощения с учетом особенностей кристаллической структуры FeBO3 и сильной s-p гибридизации бора и кислорода. В приближении обобщённого метода сильной связи предложен механизм подавления сильных электронных корреляций, который приводит к наблюдаемым в эксперименте магнитным, электронным и структурным фазовым переходам. Установлено, что при изменении межионных расстояний с ростом давления решающую роль при электронных переходах играет параметр кристаллического поля, тогда как эффект уширения d зоны пренебрежимо мал. С ростом происходит кроссовер высокоспинового и низкоспинового состояний Fe3+, что объясняет коллапс магнитного момента. Кроме того, имеет место аналогичный кроссовер и для Fe2+ и Fe4+ конфигураций. В результате эффективный параметр Хаббарда Ueff = E0(d4) + E0(d6) – 2E0(d5), являющийся мерой кулоновских корреляций, в фазе низкого давления определяется высокоспиновыми термами основных состояний d4, d5, d6 -конфигураций, а в фазе высокого давления – низкоспиновыми термами, что и приводит к скачкообразному уменьшению Ueff в точке перехода. На основе экспериментальных данных рассчитаны параметры теории и их зависимость от давления.

Работа поддерживается Российским Фондом Фундаментальных Исследований (проекты № 02-02-17364а и 03-02-16286а) и программой Отделения физических наук РАН «Сильно коррелированные электроны».

[1] R.E. Cohen, I.I. Mazin and D.G. Isaak, Science 275 (1997) [P-34] ELECTRON CONCENTRATION AND PRESSURE INDUCED STRUCTURAL CHANGES IN ALLOYS In1-x Mx (M = Cd, Sn) A.S. Mikhaylushkin1,2, S.I. Simak2, S. Lidin1, U. Hussermann Department of Inorganic Chemistry, Stockholm University, S-106 91 Stockholm, Sweden Condensed Matter Theory Group, Department of Physics, Uppsala University, Box 530, SE-751 21 Uppsala, Sweden Elemental indium adopts a simple but unique crystal structure deviating from the close-packed trend usually displayed by metallic elements. It features a body-centered tetragonal (bct) unit cell with the c/a axial ratio of ~1.52. Indium is situated at the borderline between metals and nonmetals in the periodic table and apparently its elemental bct-I structure is highly susceptible to changes in the electron concentration. In that respect the alloying of In with small amounts of the neighboring elements Cd and Sn has interesting consequences. As a first approximation this alloying has the effect of decreasing (for Cd) and increasing (for Sn) the valence electron concentration (VEC). A 4–5 at. % alloying with Cd results in a discontinuous change to the fcc structure [1]. Contrary, the alloying with Sn increases first the bct c/a axial ratio [2]. Then at 12–14 at. % Sn a structural change to a bct structure with c/a 2 occurs (bct-II phase) [3]. In0.94Cd0.06 transforms at 1.4 GPa from the fcc into the bct-I structure [4]. The latter structure is stable up to at least 30 GPa.

We investigated the electron concentration and the pressure-induced structural transitions in alloys In1-xCdx (0 x 0.1) and In1-xSnx (0 x 0.2) by means of first principles calculations. At ambient conditions, the structural sequence fcc bct-I bct-II is realized with increasing VEC. High pressure has the same effect as the increase of VEC. The stability ranges of the different phases are very well reproduced when considering the structure producing the lowest value of the density of states at the Fermi level at a particular VEC as most stable. As for elemental bct-I In, this originates from an optimisation of hybridisation of the 5s and 5p valence bands. We suggest an appropriate path for phase transition bct-I bct-II through the face-centered orthorhombic structure.

T. Heumann and B. Predel, Z. Metallkd. 50 (1959) 309;

T. Heumann and B. Predel, Z.

[1] Metallkd. 53 (1962) 240;

M.E. Straumanis, P.B. Rao, and W.J. James, Z. Metallkd. (1971) [2] M. F. Merriam, Phys. Rev. Lett. 11 (1963) [3] T. Heumann and O. Alpaut, J. Less-Common Met. 6 (1964) [4] O. Degtyareva, V.F. Degtyareva, F. Porsch and W. Holzapfel, J. Phys.: Condens.

Matter 13 (2001) [P-35] ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В МАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ Cd 1-x Mnx GeAs 2 И Cd1-x Gr x GeAs ПРИ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЯХ ДО 9 ГПа А.Ю. Моллаев1, И.К. Камилов1, Р.К. Арсланов1, У.З. Залибеков1, С.Ф. Маренкин2, В.М. Новоторцев2, С.Г. Михайлов Институт физики Дагестанского научного центра РАН, Махачкала Институт общей и неорганической химии РАН, Москва Измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла многокомпо– нентных соединений p-Cd1-xMnxGeAs2 (образец 1 с x = 0.06 и образец 2 с x = 0.18) и Cd1-хCrxGeAs2 (образец 3 с х = 0.01) в зависимости от давления до 9 ГПа в квазигидро– статических камерах типа «Тороид» при комнатной температуре.

При подъёме давления в интервале Р 0.9 ГПа удельное сопротивление (Р) об– разца 1 меняется слабо, что обусловлено тем, что слабый рост концентрации носителей с давлением компенсируется падением подвижности. Около Р = 0.9 ГПа удельное со– противление резко, почти на 5 порядков падает, отмечая начало фазового перехода, ко– торый заканчивается около Р = 1.6 ГПа, где кривая (Р) выходит на насыщение. При разгрузке зависимость (Р) показывает гистерезис, обратный переход наблюдается при Р = 0.6 ГПа. Соответственное поведение демонстрирует и барическая зависимость ко– эффициента Холла. В области Р 1.6 ГПа концентрация носителей составляет 1020 см-3, электропроводность ~ 3000 Ом-1см-1, что подтверждает наличие металли– ческой проводимости, следовательно, и фазового перехода полупроводник–металл.

Удельное сопротивление образца 2 изменяется слабо в интервале давлений Р 4.7 ГПа, что обусловлено взаимной компенсацией изменения концентрации и под– вижности носителей. Падение удельного сопротивления скачком почти на 3 порядка в интервале Р = 4.7–5.5 ГПа свидетельствует о фазовом переходе, а конечное значение = 2850 Ом-1·см-1 указывает на металлизацию образца 2. Барическая зависимость ко– эффициента Холла для образца 2 имеет более сложный характер. На ней можно выде– лить 4 области: 1) Р 0.6 ГПа – область примесной проводимости, когда коэффициент Холла растёт;

2) Р = 0.61.9 ГПа – область истощения носителей, коэффициент Холла не меняется;

3) область Р = 1.94.7 ГПа, где коэффициент Холла падает до 0 и вновь возрастает, что может быть связано с изменением сорта носителей;

4) область фазового перехода Р = 4.75.5 ГПа.

В образце 3 фазовый переход наблюдается при Р = 4.3 ГПа.

На основе теории формирования гетерофазных структур и методики [1] опреде– лены характеристические точки и параметры фазового перехода: точки фазового равн– овесия Р0, точки метастабильного равновесия РМР, гистерезис термодинамический, гистерезис флуктуационный при подъёме и сбросе давления для всех исследованных образцов. Согласно модели [1] гетерофазная структура – это эффективная среда. Рас– считана динамика изменения исходной фазы С1 с давлением.

В заключение отметим, что p-Cd1-xMnxGeAs2 может быть использован в качестве датчика давления (репера) в диапазоне P = 14.3 ГПа.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №02-02-17888, №03-02-17677).

[1] А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, С.Ф. Габибов, С.Ф. Маренкин.

ФТВД 11(4) (2001) [P-36] ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ДИАРСЕНИДЕ ЦИНКА ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ ДО 50 ГПа А.Ю. Моллаев1, Р.К. Арсланов1, Л.А. Сайпулаева1, А.Н. Бабушкин2, Т.С. Лях2, С.В. Татур2, С.Ф. Маренкин3, А.Ю. Вольфкович Институт физики Дагестанского научного центра РАН, Махачкала Уральский государственный университет, Екатеринбург Институт общей и неорганической химии РАН, Москва Измерено сопротивление, коэффициент Холла и термоэдс при давлениях до 50 ГПа. Измерения при гидростатических давлениях до P9 ГПа проводились в аппара– те высокого давления типа «Тороид», помещенном в соленоид H5 кЭ. Монокристал– лические образцы p-ZnAs2 имели следующие параметры =6.3 Омсм |Rx|=725 см3К-1.

Измерения от Р=1050 ГПа проводились в алмазных камерах высокого давления с на– овальнями типа «закруглённый конус плоскость» изготовленных из синтетических алмазов. Эти наковальни, являясь хорошим проводником (R10 Ом), используются в ка– естве контактов к образцу. Диаметр образца d200 мкм при толщине t20 мкм. Из рис. (вставка) видно, что удельное электросопро– ивление (кривая 1) с повышением давления до 7 ГПа падает на порядок и при Р=79 ГПа почти не меняется. Зависимость коэффици– нта Холла (кривая 2) аналогична, падает на два порядка до Р7 ГПа и затем выходит на насыщение. В области насыщения концент– ация 3·1017 см-3 и подвижность 30 см2/В-1·с-1. По всей вероятности, в области Р=710 Па имеет место растянутый фазовый переход. При дальнейшем увеличении давления сопротивление немонотонно уменьшается, на барической зависимости можно выделить три области с различными барическими коэффициентами сопротивления в интервалах Р=1025 ГПа, Р=2530 ГПа и Р30 ГПа. Из-за высоких значений сопро– тивления надёжные измерения термоэдс возможны при давлениях выше 25 ГПа. При давлениях Р=40 ГПа концентрация носителей, оценённая из термоэдс ~2·1021 см-3. Из полученных результатов следует, что при высоких давлениях, Р=2530 ГПа, возникает новое фазовое состояние (фаза высокого давления), которая остаётся устойчивой при нормальном давлении, т.е. процесс является необратимым. При снижении давления по– сле достижения его максимального значения барическая зависимость сопротивления не совпадает с барической зависимостью для исходного материала. Сопротивление образ– ца становится меньше исходного. В последующих циклах увеличения и снижения давления сопротивление меняется с некоторым барическим гистерезисом, при этом его значение при нормальном давлении остается практически неизменным.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №02-02-17888, №03-02-17677) и гранта BRHE ЕК-005-Х1.

[P-37] ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ НА ОРИЕНТИРОВАННЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ p-CdSb ПРИ ВЫСОКИХ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЯХ А.Ю. Моллаев1, Р.К. Арсланов1, Р.Г. Джамамедов1, С.Ф. Маренкин2, С.А. Варнавский Институт физики Дагестанского научного центра РАН, Махачкала Институт общей и неорганической химии РАН, Москва Антимонид кадмия относится к соединениям AIIBV и кристаллизуется в ортором бическую структуру D 2h, имеющую сильную анизотропию механических и электричес ких свойств. В дополнение к ранее проведенным иссле дованиям [1] представлялось интересным измерить 10 электрические свойства монокристаллов p-CdSb в области CdSb [001] фазового перехода на образцах, вырезанных по разным кристаллографическим направлениям. Измерения проводились в аппарате высокого давления типа 10 «Тороид» при гидростатических давлениях P 7 ГПа в, Ом см области комнатных температур на двух образцах антимонида кадмия, ориентированных по кристаллогра фическим направлениям [001] (образец 1) и [010] (обра- 10 - зец 2). Образцы 1 и 2 при атмосферном давлении имели следующие параметры: = 2.1 Омсм, |RH|= 27.2 см3/Кл и = 1.5 Омсм, |RH|= 92.4 см3/Кл, соответственно, (коэффициент Холла измерялся при Н=5 кЭ). На рисунке 10 - 0123456 приведены барические зависимости удельного электро P, ГПа сопротивления (P) и коэффициента Холла |RH|(P) для образца 1 при подъеме (черные точки) и сбросе (светлые точки) давления. Из рисунка видно, что на барических CdSb [001] зависимостях при P= 4.0 ГПа при подъеме давления и при P= 2 ГПа при сбросе давления наблюдается фазовый переход. Процесс проходит с большим гистерезисом и яв- R H, см - 3 К л - ляется обратимым, начальные значения удельного элек тросопротивления и коэффициента Холла до приложения давления и после его снятия совпадают. Поведение образца 2 под давлением аналогично, хотя вид барических кривых несколько отличается. На основе этих эксперимен тальных данных, теории поведения гетерофазных структур при высоких давлениях [2] и методологии, предложенной 0 1 2 3 4 5 6 в работе [3], рассчитаны некоторые точки и параметры P, ГПа фазового перехода: точки фазового и метастабильного равновесия, гистерезисы термодинамический и флуктуационный, а также динамика изменения фазового состава исходной фазы I с давлением.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 02-02-17888 и № 03-02-17677).

[1] И.Т. Белаш, В.Ф. Дегтярева, Е.Г. Понятовский, В.И. Ращупкин. ФТТ 29(6) (1987) [2] А.Л. Ройтбурд. УФН. 113(1) (1974) [3] А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Р.И. Ахмедов, Л.А. Сайпулаева. ФТВД. 4(3–4) (1994) [P-38] КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ И КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА РАЗЛИЧНОГО ГАБИТУСА С. Н. Шевчук, А. А. Будяк, С. А. Ивахненко Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАНУ, Киев Выращивание монокристаллов алмаза методом температурного градиента в области термодинамической стабильности с применением металлов–растворителей является раствор–расплавной кристаллизацией. Для полного описания этого процесса необходимо знание характеристик растворителя, определяющих растворимость в нем веществ, являющихся источником для кристаллизации, диаграммы состояния, концентрации и пересыщения раствора, скорости роста, режимов кристаллизации.

Важнейшим фактором, определяющим процесс роста кристаллов алмаза, является величина температурного градиента, которая определяет распределение углерода в растворителе. Получение качественных кристаллов алмаза возможно при 20–30-градусном перепаде температуры между зоной расположения источника углерода и местом расположения затравочного кристалла, что соответствует значениям r gradT 5–8 град/мм. При таком перепаде температуры максимальная скорость роста структурно совершенных алмазов составляет около 3–5 мг/ч. Высокие значения температурного градиента приводят к спонтанному зародышеобразованию и высоким скоростям роста, при которых происходит захват включений в виде материала ростовой среды и рост кристаллов со значительными дефектами. Распределение температуры в ростовом объеме оказывает существенное влияние на кинетику роста отдельных граней кристаллов алмаза и степень развития простых форм {111}, {100}, {110} и {311}, определяет, по сути, габитус выращенного кристалла.

Экспериментальное определение температуры в реакционной ячейке непосредственно в процессе выращивания трудоемко и возможно лишь для ограниченного круга задач, кроме того, наличие измерительных термопар в реакционной ячейке искажает ее температурное поле. В связи с этим нами был использован метод конечных разностей [1], который позволяет расчетными методами определить распределение температуры и концентрации углерода в реакционной ячейке при выращивании монокристаллов алмаза.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.